一种无磷金属清洗剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种清洗剂,特别涉及一种无磷金属清洗剂及其制备方法与应用。
背景技术
目前,国内普遍应用的金属表面清洗剂,功能单一,清洗对象单一(只能清洗有色金属或黑色金属)。在大部分的金属清洗剂配方中仍含有污染环境的磷酸盐类和潜在致癌作用的亚硝酸盐类物质,同时,配方中还含有属于难生物降解性的表面活性剂支链烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氯乙烯醚物质,而且烷基酚聚氧乙烯醚具有“雌性效应”和畸变作用,因此,目前普遍应用的清洗剂在使用过程中对生物体(包括人体)有毒有害,对生态环境造成污染。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种可用于清洗有色金属与黑色金属、制备工艺简单、成本低、应用范围广、对皮肤和眼无刺激、无不愉快气味以及不含对人体有毒或对生态环境污染物质的一种无磷金属清洗剂。
本发明的另一目的在于提供所述无磷金属清洗剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述无磷金属清洗剂的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种无磷金属清洗剂,由以下组分按质量份组成:
阴离子表面活性剂I 20~30份
阴离子表面活性剂II 5~15份
非离子表面活性剂 25~35份
无磷助剂 2~8份
碱性物质 1~5份
水 35~45份;
所述的阴离子表面活性剂I优选太古油、C12~C18脂肪酸铵盐或C12~C18脂肪酸钾皂中的至少一种;
所述的阴离子表面活性剂II通过以下方法制备得到:在2~3质量份单乙醇胺和2~3质量份二乙醇胺组成的混合液中加入1质量份液体脂肪酸和0.1~0.3质量份水,液体脂肪酸的加入速度为8~12L/min,接着加热,加热到40~120℃后以40~100rpm的搅拌速度搅拌4~10小时,得到阴离子表面活性剂II;
所述的液体脂肪酸优选油酸或椰子油酸中的至少一种。
所述的非离子表面活性剂优选C12~C14脂肪醇聚氧乙烯醚(R-O(C2H4O)nH,其中R:C12~C14,环氧乙烷摩尔数n:3~11)或椰子油酸二乙醇酰胺中的至少一种;
所述C12~C14脂肪醇聚氧乙烯醚优选为AEO3、AEO4、AEO5、AEO6、AEO7、AEO8、AEO9、AEO10或AEO11中的至少一种;
所述的无磷助剂优选EDTA、碳酸钠、聚天冬氨酸钠(PASP)、聚环氧琥珀酸钠(PESA)或马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)中的至少一种。
所述的碱性物质优选氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的至少一种;
所述的水优选为去离子水;
所述无磷金属清洗剂的制备方法,包括以下步骤:将20~30质量份阴离子表面活性剂I、5~15质量份阴离子表面活性剂II和25~35质量份非离子表面活性剂混匀,得到A液;将2~8质量份无磷助剂、1~5质量份碱性物质和35~45质量份水混匀,得到B液;将A液与B液混匀,于40~120℃搅拌,得到所述无磷金属清洗剂。
所述搅拌优选搅拌速度为40~100rpm,搅拌时间为6~20小时。
所述无磷金属清洗剂应用于清洗金属;
所述金属包括有色金属与黑色金属。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
本发明具有清洗度高、防锈性强、低泡、低温清洗性能,可同时清洗有色金属和黑色金属,工艺简单,制备成本低,用途广泛,在原料配方中不含磷酸盐和亚硝酸盐,也不含难生物降解表面活性剂和烷基酚聚氧乙烯醚,无毒无害,无人体皮肤过敏和眼刺激反应,对生态环境无污染等特点,市场化潜力大。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)制备阴离子表面活性剂II:将2Kg单乙醇胺和2Kg二乙醇胺放于反应釜中,加入1Kg椰子油酸(液体脂肪酸的加入速度为10L/min)和0.1Kg去离子水,接着加热到40℃后以40rpm的搅拌速度搅拌10小时,得到阴离子表面活性剂II。
(2)制备无磷金属清洗剂:在5质量份步骤(1)制备的阴离子表面活性剂II中加入20质量份十八烯酸钾皂和25质量份椰子油酸二乙醇酰胺,混匀,得到A液;将1质量份氢氧化钾、2质量份EDTA和35质量份去离子水混匀,得到B液;将A液与B液混匀,于40℃以40rpm搅拌20小时,得到所述无磷金属清洗剂。
将制备得到的无磷金属清洗剂用去离子水稀释至质量分数为3%的溶液,对金属加工试件进行清洗,清洗温度为65~85℃,清洗时间为3min,测得所制备的无磷金属清洗剂的清洗能力≥98%,漂洗性良好,无可见残留物。
实施例2
(1)制备阴离子表面活性剂II:将3Kg单乙醇胺和3Kg二乙醇胺放于反应釜中,加入1Kg油酸(液体脂肪酸的加入速度为10L/min)和0.3Kg去离子水,接着加热到120℃后以100rpm的搅拌速度搅拌4小时,得到阴离子表面活性剂II。
(2)制备无磷金属清洗剂:在9质量份步骤(1)制备的阴离子表面活性剂II中加入23质量份太古油和29质量份C14脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO7)(n=7),混匀,得到A液;将2.5质量份氢氧化钠、4质量份聚天冬氨酸钠和40质量份去离子水混匀,得到B液;将A液与B液混匀,于120℃以100rpm搅拌6小时,得到所述无磷金属清洗剂。
将制备得到的无磷金属清洗剂用去离子水稀释至质量份数为3%的溶液,对金属加工试件进行清洗,清洗温度为60~80℃,清洗时间为2~3min,测得所制备的无磷金属清洗剂的清洗能力≥99%,漂洗性良好,无可见残留物。
实施例3
(1)制备阴离子表面活性剂II:将2Kg单乙醇胺和3Kg二乙醇胺放于反应釜中,加入1Kg椰子油酸(液体脂肪酸的加入速度为10L/min)和0.2Kg去离子水,接着加热到80℃后以80rpm的搅拌速度搅拌8小时,得到阴离子表面活性剂II。
(2)制备无磷金属清洗剂:在12质量份步骤(1)制备的阴离子表面活性剂II中加入26质量份太古油、13质量份AEO3和13质量份AEO5,混匀,得到A液;将4质量份碳酸钾、5质量份聚环氧琥珀酸钠和42质量份去离子水混匀,得到B液;将A液与B液混匀,于100℃以100rpm搅拌10小时,得到所述无磷金属清洗剂。
将制备得到的无磷金属清洗剂用去离子水稀释至质量分数为3%的溶液,对金属加工试件进行清洗,清洗温度为55~80℃,清洗时间为1.5~3min,测得所制备的无磷金属清洗剂的清洗能力≥98%,漂洗性良好,无可见残留物。
实施例4
(1)制备阴离子表面活性剂II:将2.5Kg单乙醇胺和2.5Kg二乙醇胺放于反应釜中,加入1Kg液体脂肪酸椰子油酸(液体脂肪酸的加入速度为10L/min)和0.1Kg去离子水,接着加热到100℃后以60rpm的搅拌速度搅拌6小时,得到阴离子表面活性剂II。
(2)制备无磷金属清洗剂:在15质量份步骤(1)制备的阴离子表面活性剂II中加入30质量份十八烯酸钾皂和35质量份C14脂肪醇聚氧乙烯醚(n:3~11)(AEO9),混匀,得到A液;将5质量份氢氧化钾、8质量份碳酸钠和45质量份去离子水混匀,得到B液;将A液与B液混匀,于60℃以70rpm搅拌15小时,得到所述无磷金属清洗剂。
将制备得到的无磷金属清洗剂用去离子水稀释至质量分数为3%的溶液,对金属加工试件进行清洗,清洗温度为55~80℃,清洗时间为1.5~2.5min,测得所制备的无磷金属清洗剂的清洗能力≥99%,漂洗性良好,无可见残留物。
实施例5
制备无磷金属清洗剂,具体过程如下:在15质量份实施例3步骤(1)制备的阴离子表面活性剂II中加入30质量份十八烯酸钾皂和35质量份C14脂肪醇聚氧乙烯醚(n:3~11)(AEO6、AEO7和AEO8按质量比1∶1∶3混合),混匀,得到A液;将2质量份氢氧化钠、3质量份氢氧化钾、3质量份聚环氧琥珀酸钠、5质量份马来酸-丙烯酸共聚物和45质量份去离子水混匀,得到B液;将A液与B液混匀,于60℃以70rpm搅拌15小时,得到所述无磷金属清洗剂。
将制备得到的无磷金属清洗剂用去离子水稀释至质量分数为3%的溶液,对金属加工试件进行清洗,清洗温度为55~80℃,清洗时间为1.5~2.5min,测得所制备的无磷金属清洗剂的清洗能力≥99%,漂洗性良好,无可见残留物。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。